空港新城秋成西路道路工程施工图变更设计阶段结构计算书

空港新城秋成西路道路工程

施工图变更设计阶段结构计算书

目录

1.工程概述..................................................................1

2设计依据及采用的技术标准、规范...............................................1

2.1设计依据................................................................1

2.2设计采用的技术标准、规范...............................................1

3工程地质概况（摘录于地勘报告）...............................................2

4岩体设计参数.................................................................5

5边坡支挡设计方案.............................................................6

5.1设计标准...............................................................6

5.2设计方案...............................................................6

6挡墙稳定性验算...............................................................7

6.11#桩板挡墙稳定性计算....................................................7

6.1.1D=3.0m桩基计算......................................................7

6.1.1.1挡墙剩余下滑力计算.................................................7

6.1.1.2挡墙主动土压力计算.................................................9

6.1.1.3挡墙稳定性计算....................................................10

6.1.2D=2.0m桩基计算.....................................................21

6.1.2.1挡墙剩余下滑力计算................................................21

6.1.2.2挡墙主动土压力计算................................................22

6.1.2.3挡墙稳定性计算....................................................23

6.1.3D=1.5m桩基计算....................................................32

6.1.3.1挡墙剩余下滑力计算................................................32

6.1.3.2挡墙主动土压力计算................................................33

6.1.3.3挡墙稳定性计算....................................................34

6.1.4D=1.0m桩基计算....................................................43

6.1.4.1挡墙剩余下滑力计算................................................43

6.1.4.2挡墙主动土压力计算................................................44

6.1.4.3挡墙稳定性计算....................................................44

6.24#桩板挡墙稳定性验算..................................................53

6.2.1挡墙剩余下滑力计算................................................53

6.2.2挡墙稳定性计算....................................................54

7结论63

1.工程概述

根据业主《重庆空港新城开发建设有限公司关于空港新城秋成西路等8条路道路工程优化

设计的函》，因空港新城秋成西路道路工程受现状地形及设计边界的变化，需根据现状地形

进行设计调整。现根据业主提供秋成西路道路工程地形管线测量（修补测）地形图，并结合

道路外侧截污干管已施工完成，对秋成西路K0+470〜K0+780段左侧边坡及K0+670-K0+760

段高压铁塔位置段边坡支护进行设计调整。

2设计依据及采用的技术标准、规范

2.1设计依据

（1）建设单位与我公司签订的设计合同

（2）《重庆市城乡总体规划（2007—2020年）》（2011年修订）

（3）《重庆市主城区两路组团S标准分区控制性详细规划》（2015.4）

（4）《关于秋成西路、中央公园西路北拓段道路工程方案设计的审查意见》

（渝建方案审[2016]47号）

（5）《空港新城秋成西路道路工程岩土工程勘报告》（详细勘察）

（中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，2016.10）

（6）《空港新城悦港南路道路工程》B版方案设计

（林同极国际工程咨询（中国）有限公司，2016.9）

（7）《空港新城悦港大道北一横线道路工程》B版方案设计

（林同极国际工程咨询（中国）有限公司，2016.9）

（8）业主提供的悦港大道平纵施工图设计文件

（9）业主提供的最新1:500地形图

（10）与本项目有关的其它资料

2.2设计采用的技术标准、规范

《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）

《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（2015版）

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）

《铁路路基支挡结构设计规范》(TB10025-2019)

3工程地质概况(摘录于地勘报告)

半挖半填路基段K0+470〜K0+780nl

该段根据原地貌为半挖半填路基段，经土石方平场回填后，为挖方路基段;

左侧填方边坡坡顶线距离道路左侧边界0~25m,参考剖面剖面，左侧填方

边坡未经整治，部分边坡原始地面线坡角较大，可能存在边坡的整体滑移破坏。

K0+470~K0+640段左侧填方边坡坡体现状未见拉裂等现象，现状稳定，故以

剖面13为例，验算其饱和工况下的稳定性，验算公式为《建筑边坡工程技术规

范》(GB50332-2013)附录A中A.0.3公式，本勘察报告公式4.3-1。

图4.3-6道路左侧土质填方边坡计算示意图

素填土饱和重度取20.OkN/m：潜在滑面为岩土界面，岩土界面饱和抗剪强

度参数c取8kPa,。取12°o

根据示意图分块进行稳定性验算，详见附件13剖面土质边坡稳定性验算表。

2

边坡安全等级为一级，安全系数取1.35。

13剖面饱和工况下稳定性系数为0.99；根据计算结果可知，边坡饱和工况

下处于欠稳定状态。

13剖面按设计坡率值放坡后，按饱和工况计算其稳定性，稳定系数为0.70；

根据计算结果可知，边坡饱和工况下处于不稳定状态，剩余下滑力为77.37kN/mo

K0+640~K0+780段左侧填方边坡坡体现状已出现拉裂、位移等现象，现状欠

稳定，故以剖面15为例，验算其天然工况下的稳定性，验算公式为《建筑边坡

工程技术规范》(GB50332-2013)附录A中A.0.3公式,本勘察报告公式4.3-1。

图4.3-7道路左侧土质填方边坡计算示意图

素填土天然重度取19.5kN/m3,潜在滑面为岩土界面，岩土界面天然抗剪强

度参数c取17kPa,6取24°。

根据示意图分块进行稳定性验算，详见附件15剖面土质边坡稳定性验算表。

边坡安全等级为一级，安全系数取1.35。

15剖面天然工况下稳定性系数为0.95；根据计算结果可知，边坡天然工况

下处于欠稳定状态。

由以上计算分析可知该段道路左侧填方边坡现状为稳定-欠稳定，发展趋势

为欠稳定和不稳定。故道路左侧填方边坡建议边坡按设计意图对其进行治理，

3

即按设计坡率值放坡，并按设计设置护脚墙或重力式挡墙支护。结合剖面原始

地貌分析后，15剖面原设计护脚墙位置宜向道路方向前移至ZY60位置。

道路按设计开挖后，右侧K0+570~K0+690段土质边坡由素填土组成，边坡

高度2.2〜4.2m,按设计坡率1:1.50开挖后，土质边坡采用格构护坡，并进行绿

化。K0+470~K0+570段和K0+690~K0+780段岩质边坡按由泥岩、砂岩和粉质粘土

组成，粉质粘土厚度小于1.0m,按设计坡率1:0.75开挖后，最大挖方高度为

24.2m,边坡安全等级为一级；边坡岩体类别为IV类。

岩质边坡赤平投影分析如图4.3-2,由图可知该岩质边坡为顺向坡，层面裂

隙为主控外倾结构面，边坡可能沿岩层层面产生剪切滑动破坏，按设计坡率值

1:0.75放坡后边坡坡度角为53°,大于岩层倾角34°o边坡破裂角为34。，

等效内摩擦角泥岩取45°。

边坡最大高度24.2m,参考5剖面定量计算可知，按照设计意图开挖后，稳

定性系数FsVl.30且V1.00,表明该边坡滑面天然工况下处于失稳状态。建议

边坡按岩层倾角进行放坡，即坡率值取1：L50。

K0+700~K0+740段右侧由于受高压线塔影响，不能采用坡率法放坡，建议采

用抗滑桩结合坡率法施工。其余建议按坡率值放坡后，对岩质边坡采用防风化

处理，土质边坡采用格构护坡，并进行绿化。

持力层选择:本段道路按设计标高平场后，出露岩土层为素填土及中风化基

岩。建议采用压实填土和中风化基岩作持力层，压实填土其压实系数应符合《公

路路基设计规范》(JGJD30-2015)和设计要求，压实填土地基承载力基本容许

值需通过现场试验确定。各岩土层地基承载力基本容许值和岩土设计参数按表

3.8-1确定。

4

4岩体设计参数

根据岩石裂隙发育程度及坚硬程度，中等风化岩石地基承载力基本容许值，按《公路桥

涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)表3.3.3-1取值。根据地区经验，岩体抗拉强度折

减系数取0.40,抗剪强度参数折减系数c取0.30、(p取0.90o强风化基岩岩石地基承载力基

本容许值根据地区经验及现场鉴别确定。岩石基本物理性质参数取平均值。素填土、粉质粘

土地基承载力基本容许值根据试验成果结合经验值取值。岩土(体)物理力学性质参数推荐

值见表4-1o

表4-1岩土(体)物理力学参数

岩石牌嬲示内聚M30砂浆与侧阻

内摩

簸/ftftMPii)力极限枯力标

励强度

(kN/m3)iW[oo]C结强度1雁准值

泓饱和仁)(kPa)

(kRa)(kRi)值(kPa)(kpa)

素

19.50*5*28*0.25

填

上饱和20.00*3*23*

粉

秘・

质19.715023.5150.25

粘50

土饱和20.015*10*

强风化泥岩24.7*300*0.40140

甄化俏24.5*400*0.45160

中上泥岩25.2*8008.95.7606322245000.50

中岩24.8*150035.427.520373587213000.60

裂隙而3014

岩层层面2513

天

1724

岩土然

界面饱

812

和

1、带“*”号者为经验值。

2、粉质粘土取20MN/m4；岩体水平抗力系数中等风化泥岩取60MN/n?；中风化砂

岩取240MN/m\

3、无外倾结构面的岩体破裂角取45°+6/2=泥岩61°、砂岩62°；道路右侧挖方

岩质边坡破裂角取34°。

备注4、岩体变形模量和弹性模量折减系数取0.7。泥岩弹性模量1863.3MPa,变形模量

1640.5MPa,泊松比0.36；砂岩弹性模量5036.2MPa,变形模量4799.OMPa,泊松比

0.26；

5、岩体等效内摩擦角IV岩体泥岩取45°,砂岩取47°,III类岩体泥岩取55°,

砂岩取60°o

5

5边坡支挡设计方案

5.1设计标准

a.抗震设防烈度：6度，基本设防；

b.边坡工程安全等级：I级；

c.边坡安全系数：1.35；

c.坡顶设计等级：道路城-A级；高压铁塔范围20Kpa。

d.设计使用年限为50年；

5.2设计方案

(1)对本工程K0+470.73-K0+780段道路左侧边坡采用桩板挡墙支护；抗滑桩采用截

面尺寸为D=1.0/1.5/2.0/3.0m的圆桩，桩基及顶梁均采用C35混凝土。桩基应严格按照跳桩开

挖、待浇筑完成并达设计强度后方可再进行相邻桩基的开挖、浇筑。施工时如发现地质情况

与设计不符，应立即通知设计及相关单位解决。

道路标高高于现状地面处需设置挡土板，挡土板设置位置可结合后期公园设计进行调整。

挡墙施工完成后，后期左侧边坡施工活动不得对挡墙及路基稳定性产生不利影响。

(2)K0+677.7-K0+760.1段右侧由于受高压线塔影响，不能采用坡率法放坡，采用放坡+

锚索抗滑桩护坡。

施工时应严格按照拟定施工时序，先进行挡墙上部边坡开挖，再进行挡墙施工。

抗滑桩采用截面尺寸为2.5m*3.5m、2*3.0m、L5*2.0m、L2*1.5m的人工挖孔桩，桩基、

顶梁及挡板均采用C35混凝土。桩基应严格按照跳桩开挖、待浇筑完成并达设计强度后方

可再进行相邻桩基的开挖、浇筑。

桩基布设两根锚索，布设位置详典型横断面图，每根锚索采用15束1X7的(psl5.2的预

应力钢绞线，向下倾斜20°,锚索锚入破裂角内稳定中风化岩层内不小于10m。锚索采用

抗拉强度标准值为1860MPa的低松弛高强预应力钢绞线，锚孔用M30水泥砂浆注浆封闭。

抗滑桩悬臂段为道路人行道标高下1m的高差。要求桩基嵌固深度不小于悬臂段长度的

一半+lm,且不小于立面图中嵌固长度。

坡顶设置栏杆或防护网，具体形式由业主根据现场情况确定，并应结合具体型式预埋

基础钢筋。

6

6挡墙稳定性验算

6.11#桩板挡墙稳定性计算

6.1.1D=3.0m桩基计算

6.1.1.1挡墙剩余下滑力计算

根据地勘报告，岩土界面饱和参数：c=8kPa,6=12；现状土体内部参数为c=3kPa,6

=23。

1)采用折线滑动法计算下滑力如下：

重量地面荷载滑面

条块号滑体体积VI重度丫1

GGb长度倾角内聚力内摩擦角

7

(m3/m)S2(KN/m3)V2(KN/m)(KN/m)Li(m)ai(°)ci(KPa)(p(°)

139.7020794.0024013.4030.00323

2177.10203542.0030017.9032.00812

传递系数抗滑力下滑力剩余下滑力稳定系数安全系数传递系数支护剩余下滑力

RiTiPiFsFst中P

(KN/m)(KN/m)(KN/m)(KN/m)

420.30517.00224.880.811.35205.66

1.005835.752035.951681.000.411.351.0051623.54

故施加在桩基上的每延米水平推力标准值为1623.54xcos(32o)=1377/L35=1020KN,矩形分

布

8

6.1.1.2挡墙主动土压力计算

1)上部18m高土压力

支挡结

填土表土对挡地表均

构墙背岩土体

面与水土的摩土墙墙土的粘挡土墙布荷载主动土压

与水平重度主动土压

平角的擦角。背的摩聚力c高度标准值Kqn力标准值

面的夹Y力系数Ka

夹角(°)擦角(kPa)H(m)qENkN/m)

角a(kN/m3)

P(°)6(。)(kN/m2)

(°)

90030150182020i.mi0.00000.33491085.10

2)下部岩石压力

9

支挡结

填土表土对挡地表均

构墙背岩土体

面与水土的摩土墙墙土的粘挡土墙布荷载主动土压

与水平重度主动土压

平角的擦角。背的摩聚力c高度标准值Kqn力标准值

面的夹Y力系数Ka

夹角(°)擦角(kPa)H(m)qE^(kN/m)

角a(kN/m3)

P(°)6(。)(kN/m2)

(°)

9004522.505.225.24207.41030.00001.1834403.19

故岩土压力合力标准值为1085+403=1488KN/m,三角形分布

6.1.1.3挡墙稳定性计算

根据以上计算结果，将上述两种工况分别代入理正岩土进行抗滑桩进行验算:

1)剩余下滑力控制的桩基稳定性验算

抗滑动桩验算

计算项目：抗滑桩1

原始条件:

墙身尺寸：

桩总长：35.200(m)

嵌入深度：12.000(m)

截面形状：圆桩

桩径：3.000(m)

桩间距:3.500(m)

嵌入段土层数：1

桩底支承条件：较接

计算方法：K法

土层序号土层厚(m)重度(kN/m3)内摩擦角(度)土摩阻力(kPa)K(MN/m3)被动土压力

调整系数

10

130.00025.00055.00200.0060.0001.000

桩前滑动土层厚：0.000(m)

锚杆(索)参数：

锚杆道数：0

锚杆号锚杆类型竖向间距水平刚度入射角锚固体水平预加筋浆强度

(m)(MN/m)(度)直径(mm)力(kN)fb(kPa)

物理参数：

桩混凝土强度等级：C35

桩纵筋合力点到外皮距离：120(mm)

桩纵筋级别：HRB400

桩箍筋级别：HPB300

桩箍筋间距：200(mm)

桩配筋形式：纵筋非均匀配筋

桩拉区纵筋配筋范围：120.000(度)

桩压区，拉区纵筋比：0.300

场地环境：一般地区

墙后填土内摩擦角：30.000(度)

墙背与墙后填土摩擦角：15.000(度)

墙后填土容重：20.000(kN/m3)

横坡角以上填土的土摩阻力(kPa):120.00

横坡角以下填土的土摩阻力(kPa):120.00

坡线与滑坡推力：

坡面线段数：7

折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)

10.0001.000

220.0000.000

30.0000.000

411.5000.000

50.0000.000

617.0000.000

70.000-1.000

地面横坡角度：0.000(度)

墙顶标高：0.000(m)

参数名称参数值

推力分布类型矩形

桩后剩余下滑力水平分力1020.000(kN/m)

桩前剩余抗滑力水平分力0.000(kN/m)

11

钢筋混凝土配筋计算依据：《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)

注意：内力计算时，滑坡推力、库仑土压力分项(安全)系数=1.350

第1种情况：滑坡推力作用情况

［桩身所受推力计算］

假定荷载矩形分布：

桩后：上部=153.879(kN/m)下部=153.879(kN/m)

桩前：上部=0.000(kN/m)下部=0.000(kN/®)

桩前分布长度=0.000(m)

(-)桩身内力计算

计算方法：K法

背侧——为挡土侧；面侧——为非挡土侧。

背侧最大弯矩=59421.324(kN-m)距离桩顶24.700(m)

面侧最大弯矩=0.000(kN-m)距离桩顶0.000(m)

最大剪力=7366.320(kN)距离桩顶34.700(m)

最大位移=165(mm)

点号距顶距离弯矩剪力位移土反力

(m)(kN-m)(kN)(mm)(kPa)

1-0.0000.0000.000-165.04-0.000

20.50426.421-104.772-161.39-0.000

31.009105.683-209.543-157.74-0.000

41.513237.786-314.315-154.10-0.000

52.017422.731-419.087-150.45-0.000

62.522660.518-523.859-146.81-0.000

73.026951.145-628.630-143.16-0.000

83.5301294.615-733.402-139.52-0.000

94.0351690.925-838.174-135.88-0.000

104.5392140.077-942.946-132.25-0.000

115.0432642.070-1047.717-128.62-0.000

125.5483196.905-1152.489-124.99-0.000

136.0523804.582-1257.261-121.37-0.000

146.5574465.099-1362.033-117.76-0.000

157.0615178.458-1466.804-114.16-0.000

167.5655944.658-1571.576-110.57-0.000

178.0706763.700-1676.348-106.99-0.000

188.5747635.583-1781.120-103.42-0.000

199.0788560.308-1885.891-99.87-0.000

209.5839537.873-1990.663-96.34-0.000

2110.08710568.280-2095.435-92.82-0.000

2210.59111651.529-2200.207-89.33-0.000

2311.09612787.619-2304.978-85.86-0.000

2411.60013976.551-2409.750-82.42-0.000

12

2512,10415218.326-2514.522-79.01-0.000

2612.60916512.939-2619.294-75.62-0.000

2713.11317860.396-2724.065-72.27-0.000

2813.61719260.693-2828.837-68.96-0.000

2914.12220713.832-2933.609-65.69-0.000

3014.62622219.811-3038.381-62.45-0.000

3115.13023778.633-3143.152-59.27-0.000

3215.63525390.295-3247.924-56.13-0.000

3316.13927054.799-3352.696-53.04-0.000

3416.64328772.148-3457.468-50.01-0.000

3517.14830542.332-3562.239-47.04-0.000

3617.65232365.363-3667.011-44.12-0.000

3718.15734241.230-3771.783-41.28-0.000

3818.66136169.945-3876.555-38.50-0.000

3919,16538151.492-3981.326-35.80-0.000

4019.67040185.891-4086.098-33.17-0.000

4120.17442273.121-4190.870-30.63-0.000

4220.67844413.203-4295.642-28.17-0.000

4321.18346606.117-4400.413-25.80-0.000

4421.68748851.879-4505.185-23.53-0.000

4522.19151150.477-4609.957-21.36-0.000

4622.69653501.922-4714.729-19.29-0.000

4723.20055906.203-4819.500-17.32-517.485

4823.70057861.184-3096.637-15.49-929.517

4924.20059002.840-1560.141-13.77-826.479

5024.70059421.324-197.790-12.17-730.493

5125.20059200.6291002.801-10.69-641.611

5225.70058418.5232054.042-9.33-559.807

5326.20057146.5902968.239-8.08-484.990

5426.70055450.2853757.489-6.95-417.009

5527.20053389.0984433.576-5.93-355.662

5627.70051016.7115007.895-5.01-300.702

5728.20048381.2035491.375-4.20-251.847

5828.70045525.3325894.426-3.48-208.782

5929.20042486.7776226.881-2.85-171.166

6029.70039298.4536497.956-2.31-138.635

6130.20035988.8206716.219-1.85-110.808

6230.70032582.2346889.554-1.45-87.289

6331.20029099.2687025.145-1.13-67.671

6431.70025557.0887129.452-0.86-51.537

6532.20021969.8147208.203-0.64-38.463

6632.70018348.8877266.375-0.47-28.019

6733.20014703.4407308.192-0.33-19.773

6833.70011040.6937337.120-0.22-13.287

6934.2007366.3217355.853-0.14-8.123

13

7034.7003684.8417366.320-0.06-3.841

7135.2000.0003684.841-0.00-0.000

（二）桩身配筋计算

点号距顶距离面侧纵筋背侧纵筋箍筋

(m)(mm2)(mm2)(mm2)

10.000424114137737

20.504424114137737

31.009424114137737

41.513424114137737

52.017424114137737

62.522424114137737

73.026424114137737

83.530424114137737

94.035424114137737

104.539424114137737

115.043424114137737

125.548424114137737

136.052424114137737

146.557424114137737

157.061424114137737

167.565424114137737

178.070424114137737

188.574424114137737

199.078424114137737

209.583424114137737

2110.087424114137737

2210.591424114137737

2311.096424114137737

2411.600464515483737

2512.104506816894737

2612.609551318376737

2713.113597719924737

2813.617646321543737

2914.122696723224737

3014.626749424981737

3115.130804226805737

3215.635861128702737

3316.139920030667737

3416.643981132703737

3517.1481044634821737

3617.6521110137003737

3718.1571178039266737

3818.6611248241608737

14

3919.1651320844027737

4019.6701395446515737

4120.1741472749090737

4220.6781552551751737

4321.1831634554482737

4421.6871719157302737

4522.1911806360209737

4622.6961895963198737

4723.2001988566285737

4823.7002063968797737

4924.2002108470280737

5024.7002124670821737

5125.2002116070533737

5225.7002085669520737

5326.2002036267874737

5426.7001970965698737

5527.2001891663053737

5627.7001801160036737

5728.2001701456712737

5828.7001594153135737

5929.2001480849359737

6029.7001362945429737

6130.2001241741391737

6230.7001118037268737

6331.200992933095737

6431.700866828895737

6532.200740724690737

6632.700614720490737

6733.200489216306737

6833.700424114137737

6934.200424114137737

7034.700424114137737

7135.200424114137737

根据计算结果，抗滑桩背侧采用99632,面侧采用36632,满足规范要求。

2）岩土压力控制的桩基稳定性验算

抗滑动桩验算

计算项目：抗滑桩1

原始条件:

15

墙身尺寸：

桩总长：35.200(m)

嵌入深度：12.000(m)

截面形状：圆桩

桩径：3.000(m)

桩间距：3.500(m)

嵌入段土层数：1

桩底支承条件：钱接

计算方法：K法

土层序号土层厚(ni)重度(kN/m3)内摩擦角(度)土摩阻力(kPa)K(MN/m3)被动土压力

调整系数

130.00025.00055.00200.0060.0001.000

桩前滑动土层厚：0.000(m)

锚杆(索)参数:

锚杆道数：0

锚杆号锚杆类型竖向间距水平刚度入射角锚固体水平预加筋浆强度

(m)(MN/m)度)直径(mm)力(kN)fb(kPa)

物理参数：

桩混凝土强度等级：C35

桩纵筋合力点到外皮距离：120(mm)

桩纵筋级别：HRB400

桩箍筋级别：HPB300

桩箍筋间距:200(mm)

桩配筋形式：纵筋非均匀配筋

桩拉区纵筋配筋范围：120.00